3D-анатомия. На чем учатся студенты-медики в Самаре

Существует ли такая проблема в Самарском государственном медицинском университете и смогут ли виртуальные тренажеры подготовить профессиональных хирургов к операциям, узнал журналист «АиФ-Самара» Ксения Железнова.

Полимерное бальзамирование, или вечный биоматериал

Евгений Петров, научный сотрудник центра «Полимерное бальзамирование в медицине» при СамГМУ предлагает посмотреть лабораторию, в котором проводятся научные эксперименты. По пути ученый рассказывает, что в России полимерным бальзамированием живых тканей занимаются только в Санкт-Петербурге и Самаре.

«Научные разработки полимерных материалов ведутся в Германии доктором и профессором Гюнтер фон Хагенсом. В России этим занимается анатом Иван Гайворонский. В стенах Самарского медицинского университета на кафедре оперативной хирургии и клинической анатомии с курсом инновационных технологий уже два года ведется поиск и улучшение способов полимерного бальзамирования. Такая методика позволяет сделать биологические препараты практически вечными для использования студентами и преподавателями».

Доктор показывает биологические ткани, которые законсервированы резиноподобными препаратами – силоксановыми полимерами. Он мнет их в руках, сгибает и разгибает обработанный биоматериал тонкой и слепой кишки. Ученый говорит, что органы желудочно-кишечного тракта хорошо подаются полимерному бальзамированию, а вот мышечная ткань гораздо сложнее.

Затем Евгений Сергеевич показывает препарат коленного сустава – анатомический распил Пирогова, который тоже законсервирован на долгие годы полимерами.

«Посмотрите, это натуральные препараты, но они абсолютно без запаха. Ткани имеют свой естественный цвет, с ними приятно и просто работать преподавателям и студентам. Одно дело извлекать из емкости с формалином влажный, дурнопахнущий препарат, а другое дело брать в руки вот такие полимерные препараты».

Евгений Петров предлагает для сравнения посмотреть, как хранятся препараты «по старинке» в формалине и спирте. Такие методы хранения биоматериала, по мнению ученого, требуют больших усилий в уходе. Евгений Сергеевич открывает емкость, в которой находится препарат толстой кишки. Лабораторию мгновенно заполняет резкий запах формалина, глаза слезятся, начинается насморк.

«Самарский медицинский университет получил два патента по полимерному бальзамированию. В планах у заведующего кафедрой оперативной хирургии и клинической анатомии доктора медицинских наук, профессора Александра Колсанова и его коллег законсервировать как можно больше биоматериалов полимерным бальзамированием».

IT-медицина

Евгений Петров закрывает лабораторию, и мы направляемся смотреть уже не биологические, а виртуальные препараты.

Тем временем, в компьютерном кабинете специалисты СамГМУ на больших сенсорных мониторах создают человека, прорисовывают органы, кости и нервную систему. После того, как специалисты завершат работу над 3D-моделированием анатомических объектов, созданные ими сцены окружения (то, над чем проводится операция) войдут в программу симуляторов хирургических операций – «Виртуальный хирург».

Инженер по компьютерной графике Андрей Скрябин работает над ногой человека. Он прорисовывает вены, сухожилия, мышцы, кости, лимфы и нервы. Специалист показывает, как работает «3-D атлас человека».

«Многим студентам, которые изучают анатомию человеческого тела иногда сложно представить в объеме то, что нарисовано в учебниках. Студенты могут посмотреть, как выглядит человеческое тело с разных сторон в 3D атласе и увидеть, как взаимодействуют между собой органы и мышцы».

«Это первый этап создания виртуального хирурга, давайте посмотрим, что из этого получается», – Евгений Петров открывает дверь следующего кабинета.

В аудитории, куда мы пришли, располагаются тренажеры по виртуальным операциям. Александр Воронин, кандидат медицинских наук, ассистент кафедры оперативной хирургии и клинической анатомии с курсом инновационных технологий СамГМУ проводит для меня обзорную экскурсию.

«Мы разработали линейку из трех симуляционных аппаратов, которые позволяют отрабатывать студенту практические навыки. Посмотрите, это первый кейс, на котором можно проводить операции по удалению желчного пузыря и удалению грыжевого выпячивания. Студент видит на экране компьютера абсолютно ту же картинку, которую видит врач в операционной».

Ученый включает тренажер и приступает к операции. На мониторе видны человеческие органы, из колонок слышатся щелчки хирургических ножниц. На 3D изображении отображаются все сосуды, картинка двигается, воспроизводится человеческое дыхание. В это время ассистент кафедры оперативной хирургии и клинической анатомии движениями рук оперирует виртуального человека.

Александр Воронин заканчивает виртуальную операцию и показывает второй кейс – это тренажер для проведения операций на сосудах, кардиохирургическая практика, протезирование.

«Мы можем взять от реального человека данные и внедрить в систему «Виртуального хирурга». Студент, к примеру, берет анализы реального человека, загружает эти данные в тренажер и сначала тренируется на виртуальной модели, а потом может провести операцию на реальном человеке».

Третий кейс – симулятор по открытой хирургии, и здесь Самарский государственный медицинский университет – лидер. Александр говорит, что во всем мире такого симулятора нет.

«У нас есть подкрепленное патентом право, что мы создали первый в мире симулятор по открытой хирургии».

Урок анатомии

У студентов Самарского медицинского университета идет лекция по анатомии «Пищевод. Желудок. Кишечник».

Преподаватель показывает студентам натуральный экспонат, дает пояснения. «Посмотрите на мягкое и твердое небо. Вот это нижняя стенка полости рта и язык».

Для отработки практической части обучения, студенты отправляются в музей, где хранятся биологические препараты.

Экспонаты, представленные в музее, были собраны до принятия закона «О погребении и похоронном деле». Их хранит кандидат медицинских наук, старший преподаватель СамГМУ Евгений Бадалянц. Сначала идем в зал остеологии, где собраны все кости человека и животных для курса сравнительной анатомии.

Студенты ежедневно приходят в музей, закрепляют теоретические основы, наглядно изучая строение человека. В помещении находятся многочисленные скелеты взрослых людей и детей.

«Все экспонаты, представленные в музее, настоящие. Здесь только я один нарочный», – шутит ученый.

На одной из полок в емкостях находятся младенцы, которые появились на свет мертвыми в результате патологий. Ученый показывает, какими рождаются дети, у которых родители были наркоманами. Трудно смотреть на эти экспонаты, но будущие врачи должны быть готовы ко всему, считает Евгений.

«На протяжении четырнадцати лет я собирал экспонаты для музея анатомии. Студентам-медикам просто необходимо видеть биологический материал, изучать строение костей и мышц».

Звенит звонок, будущие врачи не спешат уходить из музея, рассматривают экспонаты и о чем-то спорят.

Мнение экспертов

Галина Суворова, профессор, заведующая кафедрой анатомии СамГМУ

«Долгое время существовал запрет на взятие трупного материала для обучения студентов-медиков. Мы использовали старые запасы препаратов, на которых и проводилось обучение. Сейчас у высших учебных заведений появилась законодательная возможность получать биологические ткани. Как только мы соберем необходимый пакет документов, трупный материал вновь поступит в Самарский медицинский университет.

В нашем университете есть высококачественные симуляционные препараты, которые потеют, дышат, у экспонатов даже может случиться инфаркт.

К примеру, на кафедре оперативной хирургии студенты сначала учатся шить на искусственных образцах, потом на трупах, а потом уже идут практиковаться в клиники.

Оптимально сейчас выстраивать обучение молодых врачей с использованием и биологического материала, и симуляторов».

Евгений Петров, доцент кафедры оперативной хирургии и клинической анатомии с курсом инновационных технологий СамГМУ, кандидат медицинских наук

«Закон о погребении и похоронном деле ограничивает нас в возможности получения биоматериала. Мы испытываем недостаток в трупах, из которых можно готовить учебные полимерные препараты.

Сейчас появилась возможность консервировать биологические ткани резиноподобными препаратами – силоксановыми полимерами. Такая методика позволяет сделать биологические препараты практически вечными. На протяжении двадцати лет в Самарском медицинском университете работает секция практических медицинских навыков.

Мы со студентами старших курсов ходим в областное бюро судебно-медицинской экспертизы, где будущим врачам предоставляется возможность работы над трупным материалом. Студенты отрабатывают технику наложения кишечного и сосудистого шва».

Александр Воронин, кандидат медицинских наук, ассистент кафедры оперативной хирургии и клинической анатомии с курсом инновационных технологий СамГМУ

«Сейчас основная проблема в медицинском образовании заключается в том, что объем теоретических знаний студентов не подкрепляется практической базой, хирургической практикой. Студент не может отрабатывать практические навыки на биологическом материале.

Чтобы получить биологический материал для обучения, нам необходимо собрать около десяти подписей, начиная от главы района, заканчивая прокурором. Перед тем, как биологические ткани попадут в учебное заведение, необходимо, чтобы они хранились определенный срок. В тканях начинаются такие изменения, которые крайне не желательны.

Это побудило нас к тому, что мы начали разрабатывать блок симуляционных методик, чтобы студенты отрабатывали практические навыки. Это виртуальные 3D тренажеры с ощущением обратной связи – «Виртуальный хирург», «3D атлас человека». Самарский государственный медицинский университет стал единственным из 130 российских вузов, который получил поддержку на создание центра прорывных технологий в сфере IT-медицины».